Question

16．NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一．
（1）NO_x能形成酸雨，寫出NO₂轉(zhuǎn)化為HNO₃的化學(xué)方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（2）汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化示意圖如圖1：則N₂和O₂生成1molNO所吸收的熱量為：183kJ．
（3）在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NO_X的排放．
①當(dāng)尾氣中空氣不足時，NO_X在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N₂排出．寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
②當(dāng)尾氣中空氣過量時，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NO_X生成鹽．其吸收能力順序如下：₁₂MgO＜₂₀CaO＜₃₈SrO＜₅₆BaO．原因是根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NO_X的吸收能力逐漸增強．
（4）通過NO_x傳感器可監(jiān)測NO_x的含量，其工作原理示意圖如圖2所示：
①Pt電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）．
②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：NO+O^2--2e^-=NO₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
（2）根據(jù)能量變化圖計算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=吸收的能量-放出的能量，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫規(guī)則書寫，從而求N₂和O₂生成1molNO所吸收的熱量；
（3）①NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；
②原子半徑越大，其吸收范圍越大，則吸收能力越強；
（4）①得電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮．

解答 解：（1）二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）①該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ•moL^-1，所以1molNO所吸收的熱量為183 kJ，
故答案為：183；
②該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，所以平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；
（3）①在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮氣，所以其反應(yīng)方程式為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素．同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，原子半徑越大，反應(yīng)接觸面積越大，則吸收能力越大，
故答案為：根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大．
（4）①鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，
故答案為：還原；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，所以電極反應(yīng)式為：NO+O^2--2e^-=NO₂，
故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評 本題涉及化學(xué)反應(yīng)方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫等知識點，注意反應(yīng)熱的計算方法，為易錯點．